風力渦輪機軸對正系統(tǒng)（Shaft Alignment System）的核心作用是確保風力發(fā)電機中各轉(zhuǎn)動部件（如主軸、齒輪箱軸、發(fā)電機軸）的軸線精確對齊，以減少振動、磨損和能量損耗，延長設備壽命。其工作原理主要基于 測量偏差-分析調(diào)整-反饋校正 的閉環(huán)控制邏輯，具體步驟如下：

一、系統(tǒng)組成與核心部件

 軸對正系統(tǒng)通常包括以下關(guān)鍵組件：

 傳感器模塊：用于實時監(jiān)測軸的位置和角度偏差，常見類型包括：

 激光發(fā)射器與接收器：通過激光束測量兩軸的徑向（平行度）和軸向（角度）偏差。

 應變儀或加速度傳感器：檢測振動信號，輔助判斷軸對中狀態(tài)。

 編碼器：記錄軸的旋轉(zhuǎn)位置，用于動態(tài)對中分析。

 控制系統(tǒng)：處理傳感器數(shù)據(jù)，計算偏差值并生成調(diào)整指令。

 調(diào)整機構(gòu)：如液壓千斤頂、螺栓調(diào)整裝置、伺服電機等，用于物理調(diào)整軸的位置。

二、核心工作原理（以激光對中法為例）

 1. 初始測量：獲取偏差數(shù)據(jù)

 安裝傳感器：在待對正的兩軸（如齒輪箱輸出軸與發(fā)電機輸入軸）上分別安裝激光發(fā)射器（安裝于主動軸）和接收器（安裝于從動軸），或在兩軸上固定測量靶片。

 旋轉(zhuǎn)軸并采集數(shù)據(jù)：手動或低速旋轉(zhuǎn)兩軸，傳感器在多個角度（如0°、90°、180°、270°）采集兩軸的徑向距離（反映平行度偏差，即“偏移量”）和軸向間隙（反映角度偏差，即“張口值”）。

 數(shù)據(jù)示例：若兩軸不對中，接收器會檢測到激光束在垂直或水平方向的偏移，換算為毫米級的徑向偏差（如±0.1mm）和角度偏差（如±0.1°）。

2.偏差分析：計算調(diào)整量

控制系統(tǒng)根據(jù)幾何關(guān)系（如“雙平面法”或“三平面法”），結(jié)合軸的長度、聯(lián)軸器類型（剛性或彈性）及允許的公差范圍（通常徑向偏差≤0.05mm/m，角度偏差≤0.05°），計算出從動軸需要調(diào)整的方向（上下、左右平移或傾斜）和具體位移量。

 例如：若檢測到發(fā)電機軸相對于齒輪箱軸向上偏移0.5mm、前傾0.2°，系統(tǒng)會計算出需要下調(diào)發(fā)電機前腳、上調(diào)后腳的具體高度差。

 3. 機械調(diào)整：執(zhí)行對正操作

 調(diào)整機構(gòu)根據(jù)指令動作：

 平移調(diào)整：通過液壓千斤頂或螺栓頂推裝置，微調(diào)設備底座的水平或垂直位置（精度可達±0.01mm）。

 角度調(diào)整：通過增減墊片（靜態(tài)調(diào)整）或伺服電機驅(qū)動的傾斜機構(gòu)，修正軸的俯仰或偏轉(zhuǎn)角度。調(diào)整過程中需多次重復測量-調(diào)整步驟，直至偏差值落入允許范圍。

 4. 動態(tài)驗證與反饋

 對于大型風力渦輪機，可能在低負載運行時進行動態(tài)對中驗證：通過振動傳感器監(jiān)測軸系振動幅值（如允許振動速度≤2.3mm/s），若振動異常，系統(tǒng)會提示進一步微調(diào)。

 部分系統(tǒng)具備自動閉環(huán)控制功能，可在設備運行中實時監(jiān)測并補償微小熱膨脹或形變引起的偏差。